2025年7月18日，宁波大学农产品质量安全全国重点实验室潘道东教授（通讯作者）、吴振教授（通讯作者）、杭州大康腌腊食品有限公司严红兵、澜海生态农业(杭州)有限公司姚凯勇等在国际Top期刊《Chemical Engineering Journal》（Q1，中科院1区，IF2024=13.2）发表题为“Cu integration and interfacial complexation via quercetin dually fortified high internal phase emulsion filling film for duck sausage preservation”的研究性论文。
该研究旨在开发一种新型可食用保鲜包装材料，以延长风干鸭香肠的货架期并维持其品质。传统的物理或化学保存方法容易导致风味流失或健康风险，而可食性生物包装膜因其天然、安全、环保等优势受到关注。研究以κ-卡拉胶为基底，通过引入高内相乳液（HIPEs）增强膜的致密性和阻隔性，但乳液稳定性差、分散性不足等问题限制了其应用。为此，研究团队构建了铜-牛血清白蛋白（CuBSA）金属有机框架，提升乳液稳定性和分散性，并通过槲皮素诱导的界面复合机制，增强乳液的成膜性和抗氧化性。所构建的CuBSA-HIPEs通过调控乳滴结构、增强蛋白-聚合物相互作用，实现了卡拉胶复合膜在机械性能、光学特性、热稳定性、抗氧化性及安全性等方面的综合提升。最终，该复合膜成功应用于风干鸭香肠保鲜，显著延缓其品质劣变。该研究为开发高效天然食品包装膜提供了新思路，具备良好的实际应用潜力。
成果介绍
传统卡拉胶膜在长时间储存过程中易出现基质硬化、膨胀及性能劣化等问题。为提升其保鲜效果，研究构建了一种高内相乳液（HIPE）填充的卡拉胶膜，应用于鸭香肠的保鲜。该乳液基于铜离子（Cu）引入和槲皮素主导的界面复合作用协同稳定牛血清白蛋白（BSA），实现双重稳定机制。在两者协同作用下，所制得的HIPE具有最小粒径、最低的动力学不稳定性和最高的化学稳定性，这得益于其显着增强的界面吸附动态和流变抗性。因此，CuBSA-Q复合膜在多糖-多糖到多糖-乳液的结构转变及亲水-疏水界面的调节过程中表现出良好的相互作用与兼容性，同时展现出韧性减弱、光敏性和水汽透过性降低的特性。此外，CuBSA-Q膜的抗氧化性能显着增强，ABTS清除率为40.13?±?1.77%，DPPH清除率为47.23?±?2.35%；同时对多种致病菌均表现出良好抑菌活性，包括蜡样芽孢杆菌（14.46?±?0.45?mm）、大肠杆菌（16.48?±?1.01?mm）、金黄色葡萄球菌（15.30?±?0.59?mm）、沙门氏菌（15.18?±?1.20?mm）和单核细胞增生李斯特菌（19.61?±?0.72?mm）。尤其在CuBSA-Q膜的应用下，鸭香肠在外观、质构、理化性质及风味方面基本未发生变化。综上，基于铜离子引入与槲皮素界面复合的双重稳定策略，可显着增强HIPE填充卡拉胶膜的防护性能和保鲜效果。
研究结论
本研究提出了一种新型保鲜膜材料，采用卡拉胶为基底，填充以基于牛血清白蛋白（BSA）的高内相乳液（HIPE）。该膜的独特性在于通过铜离子（Cu）引入和槲皮素诱导的界面复合作用将HIPE成功整合入BSA体系中。在两者协同作用下，所构建的HIPE（命名为CuBSA-Q）表现出最小粒径、最低的动力学不稳定性以及与卡拉胶基质的最佳兼容性，从而显着提升了膜的理化性能。在经历从“多糖-多糖”到“多糖-乳液”的结构转变过程中，随着乳液填充的逐步增强（顺序为BSA < BSA-Q < CuBSA < CuBSA-Q），膜的韧性逐渐降低，而延展性和防护特性则得到增强。这种机械性能的变化也体现在对微生物生长、光敏性和水汽渗透的抑制作用上，尤其以CuBSA-Q整合后效果最为显着。CuBSA-Q膜的应用有效改善了鸭香肠在pH值、氧化程度和质构方面的理化稳定性，7天储存期内香肠无微生物滋生的显微迹象，也未见肉色变化，实现了风味保持。总之，CuBSA-Q HIPE通过铜离子结合及槲皮素（分散于玉米油相中）界面复合获得了高柔性的双重稳定性，这对提升卡拉胶膜用于鸭香肠保鲜具有关键意义。研究也指出，鉴于其在膜强化中的主导作用，未来仍需关注HIPE在响应性、生物相容性等方面的稳定性调控，以发挥其作为活性填充物在成膜及食品保鲜中的更广泛应用。同时，也应关注HIPE填充膜的工艺优化，特别是乳化简化过程，从而实现环保、高效且具多样性的食品包装膜开发。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.166150
